SISTEMAS DE CONTROL
SISTEMAS DE CONTROL
FISIOL
FISIOL
Ó
Ó
GICO
GICO
Daniella Agrati AsistenteSección Fisiología y Nutrición Facultad de Ciencias
Universidad de la República Oriental del Uruguay
Sistemas que integran y coordinan el funcionamiento de
los distintos órganos y sistemas de los individuos…
MOTOR: contracción y distensión alternada de diferentes músculos en un patrón temporal y espacial determinado.
RESPIRACIÓN: aumento de la frecuencia.
CARDIOVASCULAR: aumento de frecuencia cardíaca y redistribución del flujo sanguíneo (mayor a cerebro y músculos).
SENSORIAL: inicio y retroalimentación.
INTEGRACIÓN DE LAS DISTINTAS FUNCIONES DE UN ANIMAL SISTEMAS NERVIOSO y ENDÓCRINO
Daniella Agrati AsistenteSección Fisiología y Nutrición Facultad de Ciencias
Universidad de la República Oriental del Uruguay
ORGANIZACIÓN DE LA CLASE
1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO: Sistema nervioso y sistema endócrino
2-ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SN
3-EL SN EN DISTITNOS ANIMALES. SU EVOLUCIÓN.
1- SISTEMAS DE CONTROL
FISIOLÓGICO
INTEGRACIÓN DE LAS DISTINTAS FUNCIONES DE UN ANIMAL SISTEMAS NERVIOSO y ENDÓCRINO 1
•Combinan información interna y externa
•Comunican a los diferentes tipos celulares y sistemas
Generando un funcionamiento coordinado y coherente de los distintos sistemas, que responde a las necesidades cambiantes de los individuos…
SISTEMA NERVIOSO
Constelación organizada de células neuronales (NEURONAS) y no-neuronales (NEUROGLÍAS)
INTEGRA y COORDINA la respuesta de los organismos frente : Estímulos internos organismo
Estímulos externos medio
SENSA INTEGRA RESPONDE 1
SISTEMA NERVIOSO
Permite el funcionamiento de los sistemas de forma coherente y coordinada para:
•MANTENER EL ½ INTERNO O CIERTAS VARIABLES DEL ½ INTERNO CONSTANTES (a pesar que varíe el ½ externo)
SISTEMA NERVIOSO
Ej. control de T corporal en animales ENDOTERMOS por retroalimentación negativa
SISTEMA NERVIOSO
Permite el funcionamiento de los sistemas de forma coherente y coordinada para:
•MANTENER EL ½ INTERNO CONSTANTE o relativamente constante (a pesar que varíe el ½ externo)
Respuestas de escape, caza, comunicación, manipulación del ½, etc… •RESPONDER AL ½ EXTERNO (e incluso anticiparnos- de INTROBIOL…)
SENSA INTEGRA RESPONDE
SISTEMA ENDÓCRINO
Folículo tiroideo
Conformado por células y conjuntos de células (GLÁNDULAS) que secretan sustancias llamadas HORMONAS a la circulación.
SISTEMA ENDÓCRINO
COMUNICADOR CELULAR
•Hormonas “viajan” a todo el organismo por el sistema circulatorio.
• Regula diversas funciones del organismo: metabólicas, reproductivas, crecimiento, etc.
COORDINADOR del funcionamiento de diferentes sistemas.
ej. Respuesta de estrés: secreción de Gluococorticoides
SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO
sistemas y aparatos digestivo, respiratorio, excretorio, reproductor… actividad de músculos y glándulas
SISTEMA NERVIOSO SISTEMA ENDÓCRINO
EFECTORES unión especializada sistema circulatorio Expansiva “Económica” actividades difusas y prolongadas Rápidas Precisas resolución temporal y espacial 1
2- ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO
GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO
NEURONAS
Células que conforman la unidad anatómica y funcional del
SN.
Tinción de Golgi Compartimientos estructurales especializados: Dendritas Soma Axón 2NEURONAS
Tinción de Golgi
Dendritas Soma
Axón
1- Las neuronas se conectan entre si por contactos especializados llamados SINAPSIS
RECEPCIÓN e INEGRACIÓN
COMUNICA-CIÓN
2-
generan y transmiten
SEÑALES ELÉCTRICAS
excitables y conductoras
ORGANIZACIÓN JERÁRQUICA EN NIVELES
Distintos niveles de procesamiento de la información… -entrada -integración -transmisión -neuronas aferentes -inter-neuronas -neuronas eferentes Forman CIRCUITOS SISTEMAS SENSORIALES SISTEMAS DE PROCESAMIENTO SISTEMAS MOTORES Forman SISTEMAS 2
3- EL SISTEMA NERVIOSO EN DISTINTOS
ANIMALES
¿TODOS LOS ANIMALES TIENE SISTEMA NERVIOSO (SN)?
Esponjas de mar (Porifera) Carecen de SN, sin embargo ...
¿CUÁNDO APARECIERON POR PRIMERA VEZ LAS NEURONAS?
Anémona marina (Cnidaria)
• SN de 1 neurona
Agua vivas (Cnidaria)
•SN de 2 neuronas:
sensorial y motoneurona ESPECIALIZACIÓN
Algunas agua vivas (Cnidaria) y los moluscos poseen SN complejo.
SN con 3 neuronas o más:
-sensorial, procesamiento y motoneurona ESPECIALIZACIÓN
-red intermedia de neuronas que integran información ASOCIACIÓN
•En la evolución del SN los mayores cambios han sido en la
ESPECIALIZACIÓN y aumento de COMPLEJIDAD de la ORGANIZACIÓN.
•Neuronas de metazoos son muy similares, si bien:
INVERTEBRADOS predom. MONOPOLARES.
VERTEBRADOS predom. MULTIPOLARES
Cnidarios
Filo más antiguo con SN
SN RETICULADO
SN DIFUSO
•Redes de neuronas sin concentración discernible. •Entrada sensorial y salida motora, sin integración central.
ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS
Platelmintos
Filo BILATERAL más antiguo centralización y cefalización
SN CENTRALIZADO
•Concentración interna de neuronas de procesamiento.
•Funciones especializadas en núcleos o ganglios (acúmulo de neuronas).
•Acompañada de CEFALIZACIÓN creciente.
ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS
Platelmintos
SN GANGLIONAR ventral y sólido
SEGMENTACIÓN
cierto grado de control
sensorial y motor por
segmentos
CEFALIZACIÓN
concentración de estructuras y funciones en la parte anterior
ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS
•AUMENTO DE CEFALIZACIÓN
Por órganos sensoriales
•CENTRALIZACIÓN MÁXIMA División de SNC y SNP Artrópodos SN GANGLIONAR ventral y sólido Protocerebro- ojos Deuterocerebro -antenas y olfato Tritocerebro -piezas bucales •Cuerda nerviosa ventral •Ganglios cefálicos
ORGANIZACIÓN DEL SN: AUMENTO DE LA CENTRALIZACIÓN Y CEFALIZACIÓN
MÉDULA
ENCÉFALO Vertebrados
Grado máximo de
cefalización SN ENCEFÁLICO
tubo neural dorsal y hueco/ columnar
ORGANIZACIÓN DEL SN: AUMENTO DE LA CENTRALIZACIÓN Y CEFALIZACIÓN
TENDENCIAS EVOLUTIVAS EN LA ORGANIZACIÓN DEL SN
•Internalización disposición sub-epitelia
•Centralización SNC-integrador
SNP-aferencias (sensoriales) y eferencias (motoras)
•Cefalización ganglios cefálicos y encéfalo ejercen cierto grado de control sobre los ganglios
SN ENCEFÁLICO/COLUMNAR de vertebrados SN GANGLIONAR de invertebrados bilaterales SNC: •neuronas en ganglios cefálicos + segmentarios (CNV) conectados entre si •posición ventral SNC: • neuronas en un continuo (encéfalo + médula) •posición dorsal 3
SN ENCEFÁLICO/COLUMNAR de vertebrados SN GANGLIONAR de invertebrados bilaterales SUST. GRIS integración con somas SEGMENTO MEDULAR HUECO:
epéndimo SUST. BLANCA NEUROPILO integración sin somas GANGLIO TRACTOS MACIZO
Pulpos gran desarrollo de capacidades motoras, sensoriales y cognitivas,
similares a vertebrados…
Cephalopodos
organización de su SN muy similar a vertebrados… CONVERGENCIA EVOLUTIVA EN LA ORGANIZACIÓN DE
LOS SN
Cephalopodos
organización de su SN muy similar a vertebrados: •aumento de masa nerviosa/masa corporal e importante cefalización: mayor que peces y reptiles
•áreas especializadas en distintas funciones con arquitectura similar a vertebrados:
-lóbulo óptico organizado como la última capa de la retina de vertebrados - uno de los lóbulos motores organizado como el cerebelo de vertebrados
CONVERGENCIA EVOLUTIVA EN LA ORGANIZACIÓN DE LOS SN
•
El SN surge como un tejido especializado en responder a cambios en el medio.•Esto le brinda a los animales, de forma creciente en relación
al incremento de complejidad, versatilidad en su respuesta, con el consecuente aumento en la capacidad de adaptación…•
La organización del SN determinar el comportamiento de los animales,•Sin embargo, esta organización, en muchos aspectos, es
plástica: “Behavior is the product of Nervous System organization and is also the agent in modeling that organization” (Shepard, 3era edición)4- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS
SENSORIALES
El “mundo” no es el mismo para una serpiente que para un primate…¿por qué?
La PERCEPCIÓN del mundo depende de:
1. qué energía del medio (y rango) somos capaces de DETECTAR 2. así cómo de la INTERPRETACIÓN de la misma por el SNC
MUNDO PERCEPTUAL (Merkwelt)
Cada animal tiene su propio mundo perceptual y este mundo difiere de su entorno tal cual nosostros lo percibimos, lo cual es lo mismo que decir: de nuestro propio mundo perceptual”…
Timbergen, 1951
Fotoreceptor+ ojo + vías hacia y dentro del SNC PROCESAMIENTO SENSORIAL ENERGÍA RECEPTOR ÓRGANO SENSORIAL SISTEMA SENSORIAL LUZ-ondas electromagnéticas
FOTORECEPTOR-especializado en captar luz y transformarlo en una señal eléctrica OJO de vertebrados-estructura anatómica especializada donde se encuentran los fotoreceptores
Recepción sensorial comprende :
ABSORCIÓN absorber la energía, genera
un cambio en el receptor
TRANSDUCCIÓN convertirla en señal
eléctrica
AMPLIFICACIÓN de la señal receptorial
CODIFICACIÓN/TRANSMISIÓN
transmisión hacia el SNC de un número y frecuencia X de potenciales de acción en función de la intensidad de la señal
PROCESAMIENTO SENSORIAL
ENERGÍA RECEPTOR ESTÍMULO PERCIBIDO
ELECTRO-MAGNÉTICA
fotoreceptores Luz visible
electroreceptores Campo eléctrico ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES
ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES
Gymotus sp y Brachypopomus sp
ELECTRORECEPCIÓN ACTIVA
ej SISTEMA SENSORIAL ACTIVO
ENERGÍA RECEPTOR ESTÍMULO PERCIBIDO
MECÁNICA mecanoreceptores Tacto, presión, sonido, equilibrio, distensión muscular TÉRMICA termoreceptores Calor/Frío
quimioreceptores Olfato, gusto, CO2, O2, etc. QUÍMICA
Detectar el estímulo- SENSACIÓN
Proceso por el cual los receptores sensoriales detectan información proveniente de los estímulos y la transmiten al SNC.
LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO
4
Interpretación del estímulo-PERCEPCIÓN
Asignar sentido a la sensación, implica la interpretación de las sensaciones
LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO: ILUSIONES VISUALES CÓMO PRUEBA EMPÍRICA
LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO: ILUSIONES VISUALES CÓMO PRUEBA EMPÍRICA
Daniella Agrati AsistenteSección Fisiología y Nutrición Facultad de Ciencias
Universidad de la República Oriental del Uruguay
ORGANIZACIÓN DE LA CLASE
1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO: Sistema nervioso y sistema endócrino
2-ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SN
3-EL SN EN DISTITNOS ANIMALES. SU EVOLUCIÓN.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Fisiología Animal. Hill, Wyse y
Anderson.
Capítulo 10: Control neurológico y endócrino y sistema nervioso (NO
reloj biológico)
Capitulo 13: Procesos sensoriales-Organización de los sistemas
sensoriales
On the origins of the nervous
system. Miller G. Science, vol 325, 2009.
Binyamin et al.,. The Octopus: a
model for comparative analysis of the evolution of learning and emory mechanisms. Marine Biological Laboratory, 2006.